[發(fā)明專利]應用奈米小球形成二維圖案的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710080267.6
• 申請日: 2007-02-15
• 公開（公告）號: CN101246937A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 郭浩中;唐詩韻;褚宏深;蔡勇
• 申請（專利權）人: 香港應用科技研究院有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/02;H01S5/00;G02B6/122
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種微影方法，尤其涉及一種應用奈米小球形成二維圖案的方法。

背景技術

發(fā)光二極管是一種相當常見的光電元件，一般而言具有粗化表面的發(fā)光二極管或是具有二維光子晶體(photonic?crystal)的發(fā)光二極管會比具有平滑表面的發(fā)光二極管具有更高的光萃取效率。常見于發(fā)光二極管表面形成二維光子晶體的技術有以下三種：電子束微影技術(Electron?Beam?Lithography，EBL)、奈米壓印技術(Nanoimprint?Lithography，NIL)以及聚合物微影技術(Copolymer?Lithography，CPL)。

目前已有多篇專利揭露利用電子束微影技術于發(fā)光二極管基板表面形成二維光子晶體的方法，例如：美國專利公開號2006/0027815與2005/0285132。一般而言，已知技術是在一發(fā)光二極管基板上涂覆一層光阻，然后利用電子束照射部分區(qū)域的光阻。當移除被照射的光阻部分后剩下的光阻部分便可當作一蝕刻屏蔽，在進行反應性離子蝕刻(Reactive?Ion?Etching，RIE)并且移除屏蔽后，一二維圖案便在發(fā)光二極管的基板上形成了。利用電子束微影技術在發(fā)光二極管基板表面形成二維圖案的方法具有高精確度的優(yōu)點，其精確度可以小至1-2奈米，但是其缺點在于設備太過昂貴、只能產生連續(xù)的圖形以及過程花費時間。

利用奈米壓印技術于發(fā)光二極管基板表面形成二維光子晶體的方法可以參閱美國專利公開號2005/0173717以及美國專利號7074631之相關記載。其主要步驟是先利用電子束微影技術制作一個壓印的模具，然后將模具壓在涂覆紫外線抗蝕劑(UV?curable?resist)的基板上并且照射紫外線。當將基板脫離模具后便可得到具有壓印圖案的基板。利用奈米壓印技術形成二維光子晶體的方法可得到奈米等級的精確度甚至高于電子束微影技術的精確度，但是其缺點在于模具的成本十分昂貴且生命周期不長。此外，在實際操作過程中基板上的聚合物無法完全塞滿模具的縫隙或者可能粘附在模具的縫隙中無法脫落。

美國專利號7,037,738及6,468,823揭露了利用聚合物微影技術于發(fā)光二極管基板表面形成二維光子晶體的方法，其主要步驟在于將混合聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯的特殊溶劑均勻的涂覆在發(fā)光二極管的基板上，然后將基板在充滿氮氣且210度高溫的環(huán)境下持續(xù)加熱4個小時，以使聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯產生相分離，接著用反應性離子蝕刻移除聚甲基丙烯酸甲酯。最后，再利用剩余的聚苯乙烯作為屏蔽進行蝕刻，當移除屏蔽后便可在發(fā)光二極管的基板表面得到二維結構。利用聚合物微影技術形成二維光子晶體之方法的缺點在于產生相分離的過程中必須提供高溫且相當耗時。此外，必須利用特殊溶劑才能溶解聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯。

綜上所述，上述技術制程復雜耗時且成本高昂。需要一種簡易、快速且節(jié)省成本的形成二維圖案的方法。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)在技術中制程復雜耗時且成本高昂之缺點，本發(fā)明提供一種簡易、快速且節(jié)省成本之形成二維圖案之方法。

本發(fā)明提供一種更簡便地在光電元件表面形成二維光子晶體的方法。

本發(fā)明另提供一種可輕易地粗化光電元件的基板表面的方法。

本發(fā)明之一實施例提供一種形成二維圖案的方法，其包含：在一基板上涂覆多個小球；利用所述等小球于所述基板上形成一屏蔽；蝕刻所述基板；及自所述基板移除所述屏蔽。

本發(fā)明之另一實施例提供一種處理一基板表面之方法，其包含：在所述基板表面上涂覆多個小球；在所述小球之間沉積一物質；及移除所述小球以在所述基板表面留下所述沉積之物質。

根據(jù)本發(fā)明之實施例，由于本發(fā)明利用奈米小球的排列圖案，于光電元件的基板表面形成二維圖案(如光子晶體)、粗化基板表面或是于基板表面形成弧形凹洞。因此，本發(fā)明所提供的方法比習知利用電子束微影技術、奈米壓印技術以及聚合物微影技術的方法更簡易、快速且節(jié)省成本。此外，本發(fā)明提供之方法更可提高光萃取效率及提供可變光場圖案。

通過下文中參照附圖，對本發(fā)明所作的描述和權利要求，本發(fā)明的其它目的和成就將顯而易見，并可對本發(fā)明有全面的理解。

附圖說明

圖1A-1E系為依據(jù)本發(fā)明之第一較佳實施例于光電元件基板表面形成

二維光子晶體的方法之示意圖。

圖2A-2D系為依據(jù)本發(fā)明之第二較佳實施例于光電元件基板表面形成

二維光子晶體的方法之示意圖。